(57)【要約】【課題】常温接合装置をより小型化すること。【解決手段】複数のビーム源１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４と、複数のビーム源１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４のうちの一部のビーム源が粒子を出射するように、かつ、その一部のビーム源を除くビーム源が粒子を出射しないように制御する制御装置とを備えている。このような常温接合装置は、複数のビーム源１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる大型の真空排気装置を備える必要がなく、その一部のビーム源だけが粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置を備えることにより、よりコンパクトに作製されることができる。【選択図】図１
2013046033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーの内部を排気することにより、前記チャンバーの内部に真空雰囲気を生成する排気装置と、
前記真空雰囲気に配置される第１基板と第２基板とに粒子を出射する活性化装置と、
前記第１基板のうちの第１活性化表面と第２基板のうちの第２活性化表面とから形成される活性化表面のうちの互いに異なる複数の領域が複数の期間にそれぞれ照射されるように、前記活性化装置を制御する制御装置と、
前記活性化表面の全部が照射された後に、前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とを接触させることにより、前記第１基板と前記第２基板とを接合する圧接機構とを具備し、
前記複数の領域のうちの任意の領域の面積は、所定の面積より小さく、
前記制御装置は、さらに、前記複数の期間のうちの前記任意の領域が照射される任意の期間に前記活性化表面のうちの前記任意の領域を除く他の領域が照射されないように、前記活性化装置を制御する
常温接合装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記活性化装置は、前記複数の領域に粒子をそれぞれ出射する複数のビーム源を備え、
前記制御装置は、前記任意の期間に前記複数のビーム源のうちの前記任意の領域を照射する任意のビーム源が前記粒子を出射するように、かつ、前記任意の期間に前記複数のビーム源のうちの前記任意のビーム源を除く他のビーム源が前記粒子を出射しないように、前記複数のビーム源を制御する
常温接合装置。
【請求項３】
請求項１〜請求項２のいずれかにおいて、
前記制御装置は、前記複数の領域が他の複数の期間にそれぞれさらに照射されるように、かつ、前記任意の領域と前記他の複数の期間のうちの前記任意の領域が照射される期間との間に前記複数の領域のうちの前記任意の領域と異なる領域が照射されるように、前記活性化装置を制御する
常温接合装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記活性化装置は、
粒子を出射するビーム源と、
前記ビーム源を移動させるアクチュエータとを備え、
前記制御装置は、前記アクチュエータを制御することにより、前記任意の期間に前記任意の領域が照射されるように、かつ、前記任意の期間に前記他の領域が照射されないように、前記ビーム源を移動させる
常温接合装置。
【請求項５】
チャンバーの内部に真空雰囲気が生成されるように、前記チャンバーの内部を排気するステップと、
前記真空雰囲気に配置される第１基板と第２基板とに粒子を出射する活性化装置を、前記第１基板のうちの第１活性化表面と第２基板のうちの第２活性化表面とから形成される活性化表面のうちの互いに異なる複数の領域が複数の期間にそれぞれ照射されるように、制御するステップと、
前記活性化表面の全部が照射された後に、前記第１活性化表面と前記第２活性化表面とを接触させることにより、前記第１基板と前記第２基板とを接合するステップとを具備し、
前記複数の領域のうちの任意の領域の面積は、所定の面積より小さく、
前記活性化装置は、さらに、前記複数の期間のうちの前記任意の領域が照射される任意の期間に前記活性化表面のうちの前記任意の領域を除く他の領域が照射されないように、制御される
常温接合方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記活性化装置は、前記複数の領域に粒子をそれぞれ出射する複数のビーム源を備え、
前記複数のビーム源は、前記任意の期間に前記複数のビーム源のうちの前記任意の領域を照射する任意のビーム源が前記粒子を出射するように、かつ、前記任意の期間に前記複数のビーム源のうちの前記任意のビーム源を除く他のビーム源が前記粒子を出射しないように、制御される
常温接合方法。
【請求項７】
請求項５〜請求項６のいずれかにおいて、
前記活性化装置は、前記複数の領域が他の複数の期間にそれぞれさらに照射されるように、かつ、前記任意の領域と前記他の複数の期間のうちの前記任意の領域が照射される期間との間に前記複数の領域のうちの前記任意の領域と異なる領域が照射されるように、制御される
常温接合方法。
【請求項８】
請求項５において、
前記活性化装置は、
粒子を出射するビーム源と、
前記ビーム源を移動させるアクチュエータとを備え、
前記ビーム源は、前記アクチュエータが制御されることにより、前記任意の期間に前記任意の領域が照射されるように、かつ、前記任意の期間に前記他の領域が照射されないように、移動する
常温接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常温接合装置および常温接合方法に関し、特に、真空雰囲気で活性化された表面を接触させることにより複数の基板を接合する常温接合装置および常温接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な電気部品や機械部品を集積化したＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）が知られている。そのＭＥＭＳとしては、マイクロマシン、圧力センサ、超小型モーターなどが例示される。真空雰囲気で活性化されたウェハ表面同士を接触させ、そのウェハを接合する常温接合が知られている。このような常温接合は、そのＭＥＭＳを作製することに好適である。
【０００３】
特許第３９７０３０４号公報には、常温接合する常温接合装置が開示されている。その常温接合装置は、上側基板と下側基板とを常温接合するための真空雰囲気を生成する接合チャンバーと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記上側基板を前記真空雰囲気に支持する上側ステージと、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板を前記真空雰囲気に支持するキャリッジと、前記キャリッジに同体に接合される弾性案内と、前記接合チャンバーの内部に設置され、水平方向に移動可能に前記弾性案内を支持する位置決めステージと、前記弾性案内を駆動して前記水平方向に前記キャリッジを移動する第１機構と、前記水平方向に垂直である上下方向に前記上側ステージを移動する第２機構と、前記接合チャンバーの内部に設置され、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに、前記上側ステージが移動する方向に前記キャリッジを支持するキャリッジ支持台とを備えている。前記弾性案内は、前記下側基板と前記上側基板とが接触しないときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触しないように前記キャリッジを支持し、前記下側基板と前記上側基板とが圧接されるときに前記キャリッジが前記キャリッジ支持台に接触するように弾性変形する。
【０００４】
特許第２７９１４２９号公報には、大きな接合強度を持ち、かつ荷重による押し付けや加熱処理を必要としないシリコンウェハーの接合方法が開示されている。そのシリコンウェハーの常温接合方法は、シリコンウェハーとシリコンウェハーとを接合する方法であって、両方のシリコンウェハーの接合面を接合に先立って室温の真空中で不活性ガスイオンビームまたは不活性ガス高速原子ビームで照射してスパッタエッチングすることを特徴としている。
【０００５】
特開２００３−３１８２１９号公報には、エネルギー波もしくはエネルギー粒子により効率よくかつ均一に接合面を洗浄できるようにし、また、チャンバー内で洗浄する際にも、対向チャンバー壁面エッチングによる不純物付着の問題を回避できるようにした実装方法が開示されている。その実装方法は、対向する両被接合物間に形成される間隙内に、一つの照射手段によりエネルギー波もしくはエネルギー粒子を照射して両被接合物の接合面を実質的に同時洗浄するとともに、洗浄中に少なくとも一方の被接合物を回転させ、洗浄された被接合物間の相対位置をアライメント後、被接合物同士を接合することを特徴としている。
【０００６】
より大径の基板を常温接合することができる常温接合装置は、大型化する傾向がある。大径の基板を常温接合することができ、かつ、よりコンパクトである常温接合装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９７０３０４号公報
【特許文献２】特許第２７９１４２９号公報
【特許文献３】特開２００３−３１８２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、よりコンパクトである常温接合装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、複数の基板を接合する常温接合装置をよりコンパクトにする常温接合方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、複数の基板をより適切に接合する常温接合装置および常温接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明による常温接合装置は、真空排気装置（８）と活性化装置（１６）（４１）と制御装置（３１）と圧接機構（１５）とを備えている。真空排気装置（８）は、チャンバー（３）の内部を排気することにより、チャンバー（３）の内部に真空雰囲気を生成する。活性化装置（１６）（４１）は、その真空雰囲気に配置される第１基板（２２）と第２基板（２６）とに粒子を出射する。制御装置（３１）は、第１基板（２２）のうちの第１活性化表面（２３）と第２基板（２６）のうちの第２活性化表面（２７）とから形成される活性化表面（２３、２７）のうちの互いに異なる複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）が複数の期間にそれぞれ照射されるように、活性化装置（１６）（４１）を制御する。複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）のうちの任意の領域の面積は、所定の面積より小さくなるように設計されている。制御装置（３１）は、さらに、その複数の期間のうちのその任意の領域が照射される任意の期間に活性化表面（２３、２７）のうちのその任意の領域を除く他の領域が照射されないように、活性化装置（１６）（４１）を制御する。圧接機構（１５）は、活性化表面（２３、２７）の全部が照射された後に、第１活性化表面（２３）と第２活性化表面（２７）とを接触させることにより、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを接合する。
【００１１】
このような常温接合装置は、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に照射するときに必要である排気速度でチャンバー（３）の内部を排気する必要がなく、その所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することにより、活性化表面（２３、２７）を適切に活性化させることができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。このような常温接合装置は、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に活性化するときに必要である排気速度で排気することができないで、かつ、その所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置（８）として適用されることができる。このような常温接合装置は、このような小型の真空排気装置を適用することにより、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に活性化するときに必要である排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００１２】
活性化装置（１６）は、複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）に粒子をそれぞれ出射する複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）を備えている。制御装置（３１）は、その任意の期間に複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）のうちのその任意の領域を照射する任意のビーム源がその粒子を出射するように、かつ、その任意の期間に複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）のうちのその任意のビーム源を除く他のビーム源がその粒子を出射しないように、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）を制御する。
【００１３】
このような常温接合装置は、固定された１つのビーム源のみを備えている他の常温接合装置に比較して、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）を移動させることなく、より広い領域を粒子で照射することができる。このため、このような常温接合装置は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。このような常温接合装置は、さらに、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度でチャンバー（３）の内部を排気する必要がなく、その任意のビーム源が粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することにより、活性化表面（２３、２７）を適切に活性化させることができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。このような常温接合装置は、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができないで、かつ、その任意のビーム源が粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置（８）として適用されることができる。このような常温接合装置は、このような小型の真空排気装置を適用することにより、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００１４】
制御装置（３１）は、複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）が他の複数の期間にそれぞれさらに照射されるように、かつ、その任意の領域とその他の複数の期間のうちのその任意の領域が照射される期間との間に複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）のうちのその任意の領域と異なる領域が照射されるように、活性化装置（１６）（４１）を制御する。このような常温接合装置は、活性化表面（２３、２７）がより均一に冷却されることにより、第１基板（２２）と第２基板（２６）との熱膨張の程度のばらつきが小さく、第１基板（２２）と第２基板（２６）との反りを防止することができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。
【００１５】
活性化装置（４１）は、粒子を出射するビーム源（４２）と、ビーム源（４２）を移動させるアクチュエータ（４３）とを備えている。制御装置（３１）は、アクチュエータ（４３）を制御することにより、その任意の期間にその任意の領域が照射されるように、かつ、その任意の期間にその他の領域が照射されないように、ビーム源（４２）を移動させる。
【００１６】
本発明による常温接合方法は、チャンバー（３）の内部に真空雰囲気が生成されるように、チャンバー（３）の内部を排気するステップと、その真空雰囲気に配置される第１基板（２２）と第２基板（２６）とに粒子を出射する活性化装置（１６）（４１）を、第１基板（２２）のうちの第１活性化表面（２３）と第２基板（２６）のうちの第２活性化表面（２７）とから形成される活性化表面（２３、２７）のうちの互いに異なる複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）が複数の期間にそれぞれ照射されるように、制御するステップ（Ｓ１１）と、活性化表面（２３、２７）の全部が照射された後に、第１活性化表面（２３）と第２活性化表面（２７）とを接触させることにより、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを接合するステップ（Ｓ６）とを備えている。複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）のうちの任意の領域の面積は、所定の面積より小さく、活性化装置（１６）（４１）は、さらに、その複数の期間のうちのその任意の領域が照射される任意の期間に活性化表面（２３、２７）のうちのその任意の領域を除く他の領域が照射されないように、制御される。
【００１７】
このような常温接合方法は、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に照射するときに必要である排気速度でチャンバー（３）の内部を排気する必要がなく、その所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することにより、活性化表面（２３、２７）を適切に活性化させることができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。このような常温接合方法を実行する常温接合装置は、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に活性化するときに必要である排気速度で排気することができないで、かつ、その所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が、チャンバー（３）の内部を排気する真空排気装置（８）として適用されることができる。このような常温接合方法は、このような小型の真空排気装置を適用することにより、活性化表面（２３、２７）の全体を一斉に活性化するときに必要である排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合方法に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００１８】
活性化装置（１６）は、複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）に粒子をそれぞれ出射する複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）を備えている。複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）は、その任意の期間に複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）のうちのその任意の領域を照射する任意のビーム源がその粒子を出射するように、かつ、その任意の期間に複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）のうちのその任意のビーム源を除く他のビーム源がその粒子を出射しないように、制御される。
【００１９】
このような活性化装置（１６）を備えている常温接合装置は、固定された１つのビーム源のみを備えている他の常温接合装置に比較して、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）を移動させることなく、より広い領域を粒子で照射することができる。このため、このような常温接合装置は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。このような常温接合方法は、さらに、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度でチャンバー（３）の内部を排気する必要がなく、その任意のビーム源が粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することにより、活性化表面（２３、２７）を適切に活性化させることができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。このような常温接合方法を実行する常温接合装置は、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができないで、かつ、その任意のビーム源が粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が、チャンバー（３）を排気する真空排気装置（８）として適用されることができる。このような常温接合装置は、このような小型の真空排気装置を適用することにより、複数のビーム源（１７−１〜１７−４、１８−１〜１８−４）の全部が一斉に粒子を出射するときに必要である排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００２０】
活性化装置（１６）（４１）は、複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）が他の複数の期間にそれぞれさらに照射されるように、かつ、その任意の領域とその他の複数の期間のうちのその任意の領域が照射される期間との間に複数の領域（２４−１〜２４−４、２８−１〜２８−４）（２３、２７）のうちのその任意の領域と異なる領域が照射されるように、制御される。このような常温接合方法は、活性化表面（２３、２７）がより均一に冷却されることにより、第１基板（２２）と第２基板（２６）との熱膨張の程度のばらつきが小さく、第１基板（２２）と第２基板（２６）との反りを防止することができ、第１基板（２２）と第２基板（２６）とを適切に接合することができる。
【００２１】
活性化装置（４１）は、粒子を出射するビーム源（４２）と、ビーム源（４２）を移動させるアクチュエータ（４３）とを備えている。ビーム源（４２）は、アクチュエータ（４３）が制御されることにより、その任意の期間にその任意の領域が照射されるように、かつ、その任意の期間にその他の領域が照射されないように、移動する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明による常温接合装置は、活性化が必要である表面の全体を一斉に活性化させるときに必要である排気速度で排気する必要がなく、その表面のうちの所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置を適用することにより、よりコンパクトに作製されることができる。本発明による常温接合方法は、活性化が必要である表面の全体を一斉に活性化させるときに必要である排気速度で排気する必要がなく、その表面のうちの所定の面積より小さい領域だけを活性化するときに必要である排気速度で排気することができる小型の真空排気装置を常温接合装置に適用することにより、その常温接合装置をよりコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、常温接合装置本体を示す断面図である。
【図２】図２は、接合チャンバーを示す断面図である。
【図３】図３は、複数の下側ビーム源を示す斜視図である。
【図４】図４は、複数の上側ビーム源を示す斜視図である。
【図５】図５は、常温接合装置制御装置を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明による常温接合方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、活性化シーケンスを示すフローチャートである。
【図８】図８は、他の活性化装置を示す斜視図である。
【図９】図９は、他の活性化シーケンスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面を参照して、本発明による常温接合装置の実施の形態を記載する。その常温接合装置は、常温接合装置本体と常温接合装置制御装置とを備えている。その常温接合装置本体１は、図１に示されているように、ロードロックチャンバー２と接合チャンバー３とを備えている。ロードロックチャンバー２と接合チャンバー３とは、それぞれ、内部を環境から密閉する容器に形成されている。常温接合装置本体１は、さらに、ゲート４とゲートバルブ５とを備えている。ゲート４は、ロードロックチャンバー２と接合チャンバー３との間に介設され、接合チャンバー３の内部とロードロックチャンバー２の内部とを接続している。ゲートバルブ５は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ゲート４を閉鎖し、または、ゲート４を開放する。
【００２５】
ロードロックチャンバー２は、図示されていない蓋と真空排気装置とを備えている。その蓋は、環境とロードロックチャンバー２の内部とを接続する開口部を閉鎖し、または、その開口部を開放する。その真空排気装置は、その開口部とゲート４とが閉鎖されているときに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、ロードロックチャンバー２の内部から気体を排気する。その真空排気装置としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプが例示される。
【００２６】
ロードロックチャンバー２は、さらに、複数の棚６と搬送ロボット７とを内部に備えている。複数の棚６には、複数のカートリッジが載せられる。その複数のカートリッジは、アルミニウムまたはステンレス鋼または窒化アルミニウムから形成され、概ね円盤状に形成されている。そのカートリッジは、そのカートリッジの上にウェハが載せられて利用される。搬送ロボット７は、ゲート４が開放されているときに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、複数の棚６に配置されたカートリッジを接合チャンバー３の内部に搬送し、または、接合チャンバー３の内部に配置されたカートリッジを複数の棚６に搬送する。
【００２７】
接合チャンバー３は、真空排気装置８を備えている。真空排気装置８は、ゲート４が閉鎖されているときに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、接合チャンバー３の内部から気体を排気する。真空排気装置８としては、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、油拡散ポンプが例示される。
【００２８】
接合チャンバー３は、図２に示されているように、さらに、位置決めステージキャリッジ１１と位置合わせ機構１２とを備えている。位置決めステージキャリッジ１１は、板状に形成されている。位置決めステージキャリッジ１１は、接合チャンバー３の内部に配置され、鉛直方向に垂直である水平方向に平行移動可能に、かつ、鉛直方向に平行である回転軸を中心に回転移動可能に支持されている。位置決めステージキャリッジ１１は、ウェハが載せられたカートリッジを保持することにより、そのウェハを保持する。位置合わせ機構１２は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、位置決めステージキャリッジ１１が水平方向に平行移動するように、または、位置決めステージキャリッジ１１が鉛直方向に平行である回転軸を中心に回転移動するように、位置決めステージキャリッジ１１を移動させる。
【００２９】
接合チャンバー３は、さらに、静電チャック１４と圧接機構１５とを備えている。静電チャック１４は、接合チャンバー３の内部に配置され、位置決めステージキャリッジ１１の鉛直上方に配置されている。静電チャック１４は、鉛直方向に平行移動可能に接合チャンバー３に支持されている。静電チャック１４は、アルミナ系セラミックに例示される絶縁体から形成されている誘電層から形成されている。静電チャック１４は、鉛直方向に概ね垂直に配置される平坦な面が下端に形成されている。静電チャック１４は、さらに、その誘電層の内部に配置される内部電極を備えている。静電チャック１４は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、その内部電極に所定の印加電圧が印加される。静電チャック１４は、その内部電極に所定の印加電圧が印加されることにより、その誘電層の平坦な面の近傍に配置されるウェハまたは基板を静電力によって保持する。
【００３０】
圧接機構１５は、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、接合チャンバー３に対して鉛直方向に静電チャック１４を平行移動させる。圧接機構１５は、さらに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、静電チャック１４が配置される位置を測定し、その位置をその常温接合装置制御装置に出力する。圧接機構１５は、さらに、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、静電チャック１４により保持されたウェハに印加される荷重を測定し、その荷重をその常温接合装置制御装置に出力する。
【００３１】
接合チャンバー３は、さらに、活性化装置１６を備えている。活性化装置１６は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とを備えている。複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４は、接合チャンバー３の内部に配置され、接合チャンバー３に固定されている。複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４は、接合チャンバー３の内部に配置され、接合チャンバー３に固定されている。
【００３２】
複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４のうちの任意の第１原子ビーム源１７−ｉ（ｉ＝１、２、３、４）は、図示されていない管路に接続され、その管路を介して接合チャンバー３の外部からアルゴンガスが供給されている。第１原子ビーム源１７−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、図３に示されているように、そのアルゴンから形成される高速原子ビーム(ＦＡＢ：ＦＡＳＴ  ＡＴＯＭ  ＢＥＡＭ）２１−ｉを出射する。
【００３３】
位置決めステージキャリッジ１１は、第１ウェハ２２が載せられているカートリッジを保持することにより、第１ウェハ２２の活性化表面２３が鉛直上方を向くように、接合チャンバー３の内部に第１ウェハ２２を保持する。第１原子ビーム源１７−ｉは、第１ウェハ２２が位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、活性化表面２３のうちの領域２４−ｉに高速原子ビーム２１−ｉが照射されるように、接合チャンバー３に固定されている。このとき、複数の領域２４−１〜２４−４は、互いに異なるように、かつ、活性化表面２３が複数の領域２４−１〜２４−４のいずれにも含まれない領域を有していないように、設計される。
【００３４】
複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４のうちの任意の第２原子ビーム源１８−ｉは、図示されていない管路に接獄され、その管路を介して接合チャンバー３の外部からアルゴンガスが供給されている。第２原子ビーム源１８−ｉは、その常温接合装置制御装置に制御されることにより、図４に示されているように、そのアルゴンから形成される高速原子ビーム２５−ｉを出射する。
【００３５】
静電チャック１４は、第２ウェハ２６の活性化表面２７が鉛直下方を向くように、接合チャンバー３の内部に第２ウェハ２６を保持する。静電チャック１４は、圧接機構１５により平行移動することにより、複数の位置に配置されることができる。その複数の位置は、アライメント位置と活性化位置とを含んでいる。そのアライメント位置は、第１ウェハ２２が位置決めステージキャリッジ１１に保持されている場合で、第２ウェハ２６が静電チャック１４に保持されているときに、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが所定の距離（たとえば、１ｍｍ）だけ離れるように、設計される。その活性化位置は、そのアライメント位置よりさらに鉛直上方である。
【００３６】
第２原子ビーム源１８−ｉは、第２ウェハ２６が静電チャック１４に保持されている場合で、静電チャック１４がその活性化位置に配置されているときに、活性化表面２７のうちの領域２８−ｉに高速原子ビーム２５−ｉが照射されるように、接合チャンバー３に固定されている。このとき、複数の領域２８−１〜２８−４は、互いに異なるように、かつ、活性化表面２３が複数の領域２８−１〜２８−４のいずれにも含まれない領域を有していないように、設計される。
【００３７】
このとき、常温接合装置本体１は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とを備えることにより、固定された１つの原子ビーム源を備える他の常温接合装置に比較して、より広い領域を粒子で照射することができる。このため、常温接合装置本体１は、より大型の基板の表面の全体を活性化することができ、その大型の基板をより適切に接合することができる。なお、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４の個数と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４の個数とは、４個と異なるｎ個（ｎは、２以上の自然数。）に置換することができる。この場合も、既述の実施の形態における常温接合装置本体１と同様にして、より広い領域を粒子で照射することができる。
【００３８】
図５は、常温接合装置制御装置３１を示している。常温接合装置制御装置３１は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置と通信装置とリムーバルメモリドライブと入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、常温接合装置制御装置３１にインストールされるコンピュータプログラムを実行することにより、その記憶装置と入力装置と出力装置と通信装置とリムーバルメモリドライブとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵにより作成される情報を一時的に記録する。
【００３９】
その通信装置は、常温接合装置制御装置３１が通信ネットワークに接続されているときに、その通信ネットワークを介してそのＣＰＵにより作成された情報を他のコンピュータに送信し、その通信ネットワークを介して他のコンピュータから受信された情報をそのＣＰＵに出力する。その通信装置は、さらに、常温接合装置制御装置３１にインストールされるコンピュータプログラムを他のコンピュータからダウンロードすることに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、記録媒体が挿入されたときに、その記録媒体に記録されているデータを読み出すことに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、さらに、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、そのコンピュータプログラムを常温接合装置制御装置３１にインストールするときに利用される。その記録媒体としては、フラッシュメモリ、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスク）、光ディスク（ＣＤ、ＤＶＤ）が例示される。
【００４０】
その入力装置は、ユーザに操作されることにより、外部機器から情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、ユーザの操作に基づいて文字列を作成するキーボードが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより作成される情報をユーザに認識可能に外部機器に出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより作成される画像を表示するディスプレイが例示される。そのインターフェースは、常温接合装置制御装置３１に接続される外部機器により作成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより作成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、ゲートバルブ５と搬送ロボット７とロードロックチャンバー２から排気する真空排気装置と真空排気装置８と位置合わせ機構１２と静電チャック１４と圧接機構１５と活性化装置１６とを含んでいる。
【００４１】
常温接合装置制御装置３１にインストールされるコンピュータプログラムは、常温接合装置制御装置３１に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、搬送部３２と活性化部３３と接合部３４とを含んでいる。
【００４２】
搬送部３２は、ゲート４が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の内部に所定の真空度の予備雰囲気が生成されるように、または、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気が生成されるように、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御する。搬送部３２は、ロードロックチャンバー２の内部にその予備雰囲気が生成されているときに、ゲート４が開閉するようにゲートバルブ５を制御する。
【００４３】
搬送部３２は、ゲート４が開放されているときに、複数の棚６に配置されているカートリッジが接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に搬送されるように、または、位置決めステージキャリッジ１１に保持されているカートリッジがロードロックチャンバー２の複数の棚６に搬送されるように、搬送ロボット７を制御する。
【００４４】
搬送部３２は、静電チャック１４にウェハが保持されていない場合で、第２ウェハ２６が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、第２ウェハ２６が静電チャック１４に保持されるように、常温接合装置本体１を制御する。すなわち、搬送部３２は、静電チャック１４にウェハが保持されていない場合で、第２ウェハ２６が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、静電チャック１４が下降するように、圧接機構１５を制御する。搬送部３２は、静電チャック１４が下降しているときに、静電チャック１４に印加される荷重が測定されるように、圧接機構１５を制御する。搬送部３２は、そのカートリッジに載っている第２ウェハ２６が静電チャック１４に接触するタイミングをその荷重に基づいて算出する。搬送部３２は、そのタイミングで静電チャック１４が停止するように、圧接機構１５を制御する。搬送部３２は、第２ウェハ２６が静電チャック１４に接触しているときに、静電チャック１４に第２ウェハ２６が保持されるように、静電チャック１４を制御する。搬送部３２は、第２ウェハ２６が静電チャック１４に保持されているときに、静電チャック１４が上昇するように、圧接機構１５を制御する。
【００４５】
活性化部３３は、ゲート４が閉鎖されているときに、接合チャンバー３の内部に所定の真空度の活性化雰囲気が生成されるように、かつ、接合チャンバー３の内部から気体が所定の排気速度で排気されるように、真空排気装置８を制御する。その所定の排気速度は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とが一斉に高速原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より小さい。活性化部３３は、静電チャック１４に第２ウェハ２６が保持されている場合で、第１ウェハ２２が載せられているカートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるように、圧接機構１５を制御する。
【００４６】
活性化部３３は、静電チャック１４がその活性化位置に配置されている場合で、真空排気装置８により接合チャンバー３の内部から気体が所定の排気速度で排気されているときに、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７との全部が活性化されるように、かつ、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７との全部が一斉に活性化されないように、活性化装置１６を制御する。すなわち、活性化部３３は、任意の時刻に複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するように、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちのその１つのビーム源を除く他のビーム源が高速原子ビームを出射しないように、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とを制御する。
【００４７】
接合部３４は、静電チャック１４に第２ウェハ２６が保持されている場合で、位置決めステージキャリッジ１１に第１ウェハ２２が保持されているときに、静電チャック１４がそのアライメント位置に配置されるように、圧接機構１５を制御する。接合部３４は、静電チャック１４がそのアライメント位置に配置されているときに、第２ウェハ２６に対して第１ウェハ２２が所定の位置合わせ位置に配置されるように、位置合わせ機構１２を制御する。その位置合わせ位置は、静電チャック１４が下降したときに、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とが設計通りに接合されるように、設定される。
【００４８】
接合部３４は、さらに、第１ウェハ２２がその位置合わせ位置に配置されているときに、静電チャック１４が下降するように、圧接機構１５を制御する。接合部３４は、静電チャック１４が下降しているときに、静電チャック１４に印加される荷重が測定されるように、圧接機構１５を制御する。接合部３４は、その荷重が所定の接合荷重に到達するタイミングを算出する。接合部３４は、そのタイミングで静電チャック１４が停止するように、すなわち、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とにその接合荷重が印加されるように、圧接機構１５を制御する。
【００４９】
接合部３４は、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とにその接合荷重が所定の接合時間印加された後に、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とから作製された接合ウェハが静電チャック１４から離脱されるように、静電チャック１４を制御する。接合部３４は、その接合ウェハが静電チャック１４から離脱された後に、静電チャック１４が上昇するように、圧接機構１５を制御する。
【００５０】
図６は、本発明による常温接合方法の実施の形態を示している。その常温接合方法は、本発明による常温接合装置を用いて実行される。常温接合装置制御装置３１は、まず、ゲートバルブ５を制御することにより、ゲート４を閉鎖する。常温接合装置制御装置３１は、ゲート４が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気を生成し、真空排気装置８を制御することにより、接合チャンバー３の内部に接合雰囲気を生成する。
【００５１】
ユーザは、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気が生成されているときに、ロードロックチャンバー２の蓋を開けて、複数の棚６に複数のカートリッジを配置する。複数のカートリッジは、複数の第１カートリッジと複数の第２カートリッジとを含んでいる。その複数の第１カートリッジの各々には、第１ウェハ２２が載せられている。その複数の第２カートリッジの各々には、第２ウェハ２６が載せられている。ユーザは、複数の棚６にその複数のカートリッジを配置した後に、ロードロックチャンバー２の蓋を閉鎖する。常温接合装置制御装置３１は、ロードロックチャンバー２の蓋が閉鎖されているときに、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に予備雰囲気を生成する（ステップＳ１）。
【００５２】
常温接合装置制御装置３１は、ロードロックチャンバー２の内部に予備雰囲気が生成されているときに、ゲートバルブ５を制御することにより、ゲート４を開放する。常温接合装置制御装置３１は、ゲート４が開放しているときに、搬送ロボット７を制御することにより、第２ウェハ２６が接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、第２ウェハ２６が載っている第２カートリッジを複数の棚６から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６が位置決めステージキャリッジ１１に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置３１は、その荷重が所定の接触荷重に到達するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出し、すなわち、その第２カートリッジに載っている第２ウェハ２６が静電チャック１４に接触するタイミングをその荷重の変化に基づいて算出する。常温接合装置制御装置３１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させる。
【００５３】
常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６に静電チャック１４が接触しているときに、静電チャック１４を制御することにより、静電チャック１４に第２ウェハ２６を保持させる。常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６が静電チャック１４に保持されているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるまで静電チャック１４を上昇させる。常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４がその活性化位置に配置された後に、搬送ロボット７を制御することにより、第２ウェハ２６が載っていない第２カートリッジを位置決めステージキャリッジ１１から複数の棚６に搬送する。
【００５４】
常温接合装置制御装置３１は、その第２カートリッジが複数の棚６に搬送された後に、搬送ロボット７を制御することにより、第１ウェハ２２が接合チャンバー３の位置決めステージキャリッジ１１に保持されるように、第１ウェハ２２が載っている第１カートリッジを複数の棚６から位置決めステージキャリッジ１１に搬送する。常温接合装置制御装置３１は、その第１カートリッジが位置決めステージキャリッジ１１に保持された後に、ゲートバルブ５を制御することにより、ゲート４を閉鎖する（ステップＳ２）。
【００５５】
常温接合装置制御装置３１は、ゲート４が閉鎖されているときに、真空排気装置８を制御することにより、接合チャンバー３の内部に活性化雰囲気を生成する（ステップＳ３）。常温接合装置制御装置３１は、さらに、接合チャンバー３の内部にその活性化雰囲気が生成されているときに、活性化装置１６を制御することにより、第２ウェハ２６の活性化表面２３と第１ウェハ２２の活性化表面２７とを活性化させる（ステップＳ４）。
【００５６】
常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６の活性化表面２３と第１ウェハ２２の活性化表面２７とが活性化した後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させ、静電チャック１４をそのアライメント位置に配置する。常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とがその位置合わせ距離だけ離れているときに、位置合わせ機構１２を制御することにより、第１ウェハ２２を第２ウェハ２６に対して所定の位置合わせ位置に配置する（ステップＳ５）。
【００５７】
常温接合装置制御装置３１は、第１ウェハ２２がその位置合わせ位置に配置された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を下降させる。常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４が下降しているときに、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４に印加される荷重を測定する。常温接合装置制御装置３１は、その荷重が所定の接合荷重に到達するタイミングを算出する。常温接合装置制御装置３１は、圧接機構１５を制御することにより、そのタイミングで静電チャック１４の下降を停止させ、すなわち、第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とにその接合荷重を印加する（ステップＳ６）。第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とは、その接合荷重が印加されることにより、接合され、１枚の接合ウェハに形成される。
【００５８】
常温接合装置制御装置３１は、その接合ウェハにその接合荷重が所定の接合時間印加された後に、静電チャック１４を制御することにより、その接合ウェハを静電チャック１４から離脱させる。常温接合装置制御装置３１は、その接合ウェハが静電チャック１４から離脱された後に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４を上昇させる。
【００５９】
常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４が十分に上昇した後に、ゲートバルブ５を制御することにより、ゲート４を開放する。常温接合装置制御装置３１は、ゲート４が開放されているときに、搬送ロボット７を制御することにより、その接合ウェハが載せられている第１カートリッジを位置決めステージキャリッジ１１からロードロックチャンバー２に搬送する（ステップＳ７）。
【００６０】
常温接合装置制御装置３１は、第２ウェハ２６が載せられている第２カートリッジと第１ウェハ２２が載せられている第１カートリッジとが複数の棚６に配置されているときに（ステップＳ８、ＹＥＳ）、ステップＳ２〜ステップＳ７の動作を再度繰り返して実行する。
【００６１】
常温接合装置制御装置３１は、接合することが予定されているウェハが複数の棚６に配置されていないときに（ステップＳ８、ＮＯ）、ゲートバルブ５を制御することにより、ゲート４を閉鎖する。常温接合装置制御装置３１は、ゲート４が閉鎖された後に、ロードロックチャンバー２の真空排気装置を制御することにより、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気を生成する（ステップＳ９）。ユーザは、ロードロックチャンバー２の内部に大気圧雰囲気が生成された後に、ロードロックチャンバー２の蓋を開けて、複数の棚６から複数のカートリッジを取り出す。その複数のカートリッジは、その接合ウェハが載せられているカートリッジとウェハが載せられていないカートリッジとを含んでいる。
【００６２】
ユーザは、さらに第２ウェハ２６と第１ウェハ２２とを常温接合したいときに、第２ウェハ２６が載せられている第２カートリッジと第１ウェハ２２が載せられている第１カートリッジとを複数の棚６に配置した後に、このような常温接合方法を再度実行する。
【００６３】
図７は、ステップＳ４を示し、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とを活性化させる活性化シーケンスを示している。常温接合装置制御装置３１は、真空排気装置８を制御することにより、接合チャンバー３の内部から気体を所定の排気速度で排気する。その所定の排気速度は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、かつ、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とが一斉に高速原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より小さい。
【００６４】
常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４がその活性化位置に配置されている場合で、接合チャンバー３の内部から気体がその所定の排気速度で排気されている最中に、活性化装置１６を制御することにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とを１つずつ高速原子ビームで照射する。すなわち、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とは、順番に対応づけられている。常温接合装置制御装置３１は、まず、１番に対応づけられているビーム源を制御することにより、所定の時間だけそのビーム源から高速原子ビームを出射させる。常温接合装置制御装置３１は、ｊ番（ｊは、自然数。）に対応づけられているビーム源による高速原子ビームの出射が停止した後に、（ｊ＋１）番に対応づけられているビーム源を制御することにより、所定の時間だけそのビーム源から高速原子ビームを出射させる（ステップＳ１１）。
【００６５】
常温接合装置制御装置３１は、最後の順番に対応づけられているビーム源による高速原子ビームの出射が停止した後に、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが所定のエッチング積算時間だけ高速原子ビームに照射されたかどうかを判別する（ステップＳ１２）。たとえば、常温接合装置制御装置３１は、ステップＳ１１がｔ回（ｔは、自然数）実行されたときに、その所定の時間のｔ倍の時間がそのエッチング積算時間より大きいかどうかを判別する。
【００６６】
常温接合装置制御装置３１は、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが高速原子ビームに照射された時間がそのエッチング積算時間より小さいときに（ステップＳ１２、ＮＯ）、再度ステップＳ１１を実行し、活性化装置１６を制御することにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とを１つずつ高速原子ビームで照射する。
【００６７】
接合チャンバー３の内部は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とにより高速原子ビームが出射されることにより、アルゴンガスが供給される。このため、真空排気装置８は、高速原子ビームが出射される最中にも、接合チャンバー３の内部から気体を排気する必要がある。第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが活性化されている最中に必要である排気速度は、活性化表面２３と活性化表面２７とのうちの活性化装置１６により同時に活性化される領域の面積が大きいほど大きく、すなわち、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちの高速原子ビームを同時に出射しているビーム源の個数が多いほど大きい。
【００６８】
このような活性化シーケンスによれば、活性化表面２３と活性化表面２７とは、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とのうちの１つの領域だけを高速度原子ビームで照射するときに必要である最小排気速度より大きい排気速度で真空排気装置８が接合チャンバー３の内部を排気することにより、適切に活性化される。このような活性化シーケンスによれば、真空排気装置８は、その活性化シーケンスが実行されている最中に、活性化表面２３と活性化表面２７との全体を一斉に高速度原子ビームで照射するときに必要である最大排気速度より大きい排気速度で接合チャンバー３の内部を排気する必要がない。このため、本発明による常温接合装置は、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができないで、かつ、その最小排気速度より大きい排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることができる。本発明による常温接合装置は、このような小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることにより、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００６９】
なお、ステップＳ１１で同時に高速原子ビームを出射する原子ビーム源の個数は、１個と異なるｋ個（ｋは、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４との総数より小さい自然数。）に置換することができる。このとき、その最小排気速度は、第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４とのうちのｋ個のビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である排気速度を示している。この場合も、本発明による常温接合装置は、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができないで、かつ、その最小排気速度より大きい排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることができ、このような小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることにより、コンパクトに、安価に作製されることができる。
【００７０】
第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とは、高速原子ビームに照射されることにより、加熱される。このような活性化シーケンスによれば、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とは、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とが断続的に高速原子ビームに複数回照射されることにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とが１つずつ高速原子ビームに１回だけ照射されることに比較して、高速原子ビームの照射が完了した時刻から第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とが接合される時刻までの時間のばらつきが小さい。このため、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とは、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とがより均一に放冷されることにより、位置による温度のばらつきが小さく、位置による熱膨張の程度のばらつきが小さい。その結果、このような活性化シーケンスによれば、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６との反りを防止することができ、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とを適切に接合することができ、品質が良い製品をより安定して作製することができる。
【００７１】
なお、本発明による常温接合方法は、ステップＳ１１を１回だけ実行したときのその熱膨張の程度の位置によるばらつきが所定のばらつきより小さいときに、ステップＳ１１を複数回繰り返して実行することを省略することもできる。この場合も、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、常温接合装置本体１は、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００７２】
本発明による常温接合装置の実施の他の形態は、既述の実施の形態における活性化装置１６が他の活性化装置に置換されている。その活性化装置４１は、図８に示されているように、原子ビーム源４２とアクチュエータ４３とを備えている。原子ビーム源４２は、図示されていない管路に接続され、その管路を介して接合チャンバー３の外部からアルゴンガスが供給されている。原子ビーム源４２は、常温接合装置制御装置３１に制御されることにより、そのアルゴンから形成される高速原子ビームを出射する。アクチュエータ４３は、常温接合装置制御装置３１に制御されることにより、原子ビーム源４２から出射される高速原子ビームが第１ウェハ２２の活性化表面２３または第２ウェハ２６の活性化表面２７の一方にだけ照射されるように、原子ビーム源４２を移動させる。
【００７３】
本発明による常温接合方法の実施の他の形態は、活性化装置４１を備えている常温接合装置本体を用いて実行され、既述の実施の形態における常温接合方法のステップＳ４の活性化シーケンスが他の活性化シーケンスに置換されている。図９は、その活性化シーケンスを示している。常温接合装置制御装置３１は、その活性化シーケンスが実行される前に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるように、静電チャック１４を移動させる。さらに、常温接合装置制御装置３１は、真空排気装置８を制御することにより、接合チャンバー３の内部から気体を所定の排気速度で排気する。その所定の排気速度は、原子ビーム源４２が高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、かつ、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが一斉に高速原子ビームに照射されるときに必要である最大排気速度より小さい。
【００７４】
常温接合装置制御装置３１は、まず、アクチュエータ４３を制御することにより、原子ビーム源４２から出射される高速原子ビームが第１ウェハ２２の活性化表面２３に照射されるように、原子ビーム源４２を移動させる（ステップＳ２１）。常温接合装置制御装置３１は、原子ビーム源４２が第１ウェハ２２に向けられているときに、原子ビーム源４２を制御することにより、活性化表面２３を高速原子ビームで所定の時間だけ照射する（ステップＳ１１）。
【００７５】
常温接合装置制御装置３１は、活性化表面２３が高速原子ビームで所定の時間だけ照射された後に、アクチュエータ４３を制御することにより、原子ビーム源４２から出射される高速原子ビームが第２ウェハ２６の活性化表面２７に照射されるように、原子ビーム源４２を移動させる（ステップＳ２３）。常温接合装置制御装置３１は、原子ビーム源４２が第２ウェハ２６に向けられているときに、原子ビーム源４２を制御することにより、活性化表面２７を高速原子ビームで所定の時間だけ照射する（ステップＳ２４）。
【００７６】
常温接合装置制御装置３１は、活性化表面２７が高速原子ビームで所定の時間だけ照射された後に、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが所定のエッチング積算時間だけ高速原子ビームに照射されたかどうかを判別する（ステップＳ２５）。たとえば、常温接合装置制御装置３１は、ステップＳ２１〜Ｓ２４がｔ回実行されたときに、その所定の時間のｔ倍の時間がそのエッチング積算時間より大きいかどうかを判別する。
【００７７】
常温接合装置制御装置３１は、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが高速原子ビームに照射された時間がそのエッチング積算時間より小さいときに（ステップＳ２５、ＮＯ）、再度ステップＳ２１〜Ｓ２４を実行し、活性化装置４１を制御することにより、活性化表面２３と活性化表面２７とを１つずつ高速原子ビームで照射する。
【００７８】
このような活性化シーケンスによれば、活性化表面２３と活性化表面２７とは、その最小排気速度より大きい排気速度で真空排気装置８が接合チャンバー３の内部を排気することにより、適切に活性化される。さらに、このような活性化シーケンスによれば、真空排気装置８は、その活性化シーケンスが実行されている最中に、活性化表面２３と活性化表面２７との全体を一斉に高速度原子ビームで照射するときに必要である最大排気速度より大きい排気速度で接合チャンバー３の内部を排気する必要がない。このため、本発明による常温接合装置は、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができないで、かつ、その最小排気速度より大きい排気速度で排気することができる小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることができる。本発明による常温接合装置は、このような小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることにより、その最大排気速度より大きい排気速度で排気することができる大型の真空排気装置が適用された他の常温接合装置に比較して、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００７９】
第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とは、高速原子ビームに照射されることにより、加熱される。このような活性化シーケンスによれば、活性化表面２３と活性化表面２７とは、活性化表面２３と活性化表面２７とが断続的に高速原子ビームに複数回照射されることにより、活性化表面２３と活性化表面２７とが１つずつ高速原子ビームに１回だけ照射されることに比較して、高速原子ビームの照射が完了した時刻から第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とが接合される時刻までの時間のばらつきが小さい。このため、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とは、活性化表面２３と活性化表面２７とがより均一に放冷されることにより、第１ウェハ２２の温度と第２ウェハ２６の温度との差が小さく、第１ウェハ２２の熱膨張の程度と第２ウェハ２６の熱膨張の程度との差が小さい。その結果、このような活性化シーケンスによれば、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６との反りを防止することができ、第１ウェハ２２と第２ウェハ２６とを適切に接合することができ、品質が良い製品をより安定して作製することができる。
【００８０】
なお、本発明による常温接合方法は、ステップＳ２１〜Ｓ２４を１回だけ実行したときの第１ウェハ２２の熱膨張の程度と第２ウェハ２６の熱膨張の程度との差が所定の差より小さいときに、ステップＳ２１〜Ｓ２４を複数回繰り返して実行することを省略することもできる。この場合も、既述の実施の形態における常温接合方法と同様にして、常温接合装置本体１は、よりコンパクトに、より安価に作製されることができる。
【００８１】
なお、既述の実施の形態における活性化装置１６は、さらに、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４に対応する複数のアクチュエータを備えることができる。その複数のアクチュエータのうちの第１原子ビーム源１７−ｉに対応するアクチュエータは、常温接合装置制御装置３１に制御されることにより、第１原子ビーム源１７−ｉから出射される高速原子ビーム２１−ｉが領域２４−ｉまたは領域２８−ｉの一方にだけ照射されるように、第１原子ビーム源１７−ｉを移動させる。
【００８２】
本発明による常温接合方法の実施のさらに他の形態は、このような活性化装置を備えている常温接合装置本体を用いて実行され、既述の実施の形態における常温接合方法のステップＳ４の活性化シーケンスがさらに他の活性化シーケンスに置換されている。常温接合装置制御装置３１は、その活性化シーケンスが実行される前に、圧接機構１５を制御することにより、静電チャック１４がその活性化位置に配置されるように、静電チャック１４を移動させる。常温接合装置制御装置３１は、さらに、真空排気装置８を制御することにより、接合チャンバー３の内部から気体を所定の排気速度で排気する。その所定の排気速度は、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４のうちの１つのビーム源だけが高速原子ビームを出射するときに必要である最小排気速度より大きく、かつ、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４が一斉に高速原子ビームを出射するときに必要である最大排気速度より小さい。
【００８３】
常温接合装置制御装置３１は、静電チャック１４がその活性化位置に配置されている場合で、接合チャンバー３の内部から気体がその所定の排気速度で排気されている最中に、その活性化装置を制御することにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とを１つずつ高速原子ビームで照射する。たとえば、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とは、順番に対応づけられている。常温接合装置制御装置３１は、まず、その活性化装置を制御することにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とのうちの１番に対応づけられている領域を原子ビームで所定の時間だけ照射する。常温接合装置制御装置３１は、ｊ番（ｊは、自然数。）に対応づけられている領域が照射された後に、その活性化装置を制御することにより、（ｊ＋１）番に対応づけられている領域を原子ビームで照射する。すなわち、常温接合装置制御装置３１は、領域２８−ｉを原子ビームで照射するときに、その複数のアクチュエータのうちの第１原子ビーム源１７−ｉに対応するアクチュエータを制御することにより、第１原子ビーム源１７−ｉを領域２８−ｉに向け、第１原子ビーム源１７−ｉを制御することにより、領域２８−ｉを原子ビームで照射する。
【００８４】
常温接合装置制御装置３１は、最後の順番に対応づけられている領域の照射が完了した後に、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが所定のエッチング積算時間だけ高速原子ビームに照射されたかどうかを判別する。常温接合装置制御装置３１は、第１ウェハ２２の活性化表面２３と第２ウェハ２６の活性化表面２７とが高速原子ビームに照射された時間がそのエッチング積算時間より小さいときに、再度、その活性化装置を制御することにより、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とを１つずつ高速原子ビームで照射する。
【００８５】
すなわち、このような複数のアクチュエータが適用された常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、複数の領域２４−１〜２４−４と複数の領域２８−１〜２８−４とのうちの１つの領域だけを高速度原子ビームで照射するときに必要である最小排気速度より大きく、かつ、活性化表面２３と活性化表面２７との全体を一斉に高速度原子ビームで照射するときに必要である最大排気速度より小さい排気速度で接合チャンバー３の内部を排気した場合でも、活性化表面２３と活性化表面２７との全体を適切に活性化させることができる。このため、このような常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることができ、このような小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることにより、コンパクトに、安価に作製されることができる。このような常温接合装置は、さらに、複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４を省略することができ、コンパクトに、安価に作製されることができる。
【００８６】
なお、複数の第１原子ビーム源１７−１〜１７−４と複数の第２原子ビーム源１８−１〜１８−４と原子ビーム源４２とは、それぞれ、活性化表面２３、２６を活性化させる活性化ビームを出射する他の活性化ビーム源に置換されることができる。その活性化ビーム源としては、イオンガン、プラズマガンが例示される。活性化表面２３、２６がその活性化ビームにより活性化されている最中に必要である排気速度は、既述の原子ビーム源と同様にして、活性化されている領域の面積が大きいほど大きく、その活性化ビームを同時に出射している活性化ビーム源の個数が多いほど大きい。このため、このような活性化ビーム源が適用された常温接合装置は、既述の実施の形態における常温接合装置と同様にして、小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることができ、このような小型の真空排気装置が真空排気装置８として適用されることにより、コンパクトに、安価に作製されることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  ：常温接合装置本体
２  ：ロードロックチャンバー
３  ：接合チャンバー
４  ：ゲート
５  ：ゲートバルブ
６  ：複数の棚
７  ：搬送ロボット
８  ：真空排気装置
１１：位置決めステージキャリッジ
１２：位置合わせ機構
１４：静電チャック
１５：圧接機構
１６：活性化装置
１７−１〜１７−４：第１原子ビーム源
１８−１〜１８−４：第２原子ビーム源
２１−１〜２１−４：高速原子ビーム
２２：第１ウェハ
２３：活性化表面
２４−１〜２４−４：複数の領域
２５−１〜２５−４：高速原子ビーム
２６：第２ウェハ
２７：活性化表面
２８−１〜２８−４：複数の領域
３１：常温接合装置制御装置
３２：搬送部
３３：活性化部
３４：接合部
４１：活性化装置
４２：原子ビーム源
４３：アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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